环糊精及其衍生物在农药领域应用的研究进展

环糊精及其衍生物具有 "内疏水、外亲水"的特殊分子结构,可与许多客体分子包结形成包合物。环糊精与农药形成包合物对农药分子具有增溶、控制释放、提高稳定性等功能,在农药制剂方面具有重要的应用价值。环糊精对农药污染物的降解有促进作用,对农药分子具有选择性识别作用,因而在农药污染物治理、农药残留检测方面也有重要的应用价值。综述了环糊精及其衍生物在作为农药剂型加工中的助剂、农药污染物治理和农药残留检测等方面应用的研究新进展,并对其在农药领域的发展趋势和应用前景进行了展望。     

烯效唑-β-环糊精包合物的制备、表征及其生物活性

通过饱和溶液法制备了烯效唑- β -环糊精包合物(uniconazole- β -CD,简称UCZ- β -CD),以丙酮、无水乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为客体分子的溶剂,包合条件:n (β -CD)∶ n (UCZ)为 1∶ 1和2∶ 1,室温下800 r/min搅拌反应4 h。制备的包合物用UV光谱、XRD谱和 1H NMR谱进行表征,并通过相溶解度分析,确定了包合常数为2 528.5 M-1。采用粒度分析和水中释放行为研究评价了包合物在水中的分散性和释放效果;并用水稻幼苗点滴法测定了包合物的生物活性。结果表明,以丙酮作为客体溶剂且主-客体摩尔比1∶ 1制备的UCZ- β -CD具有更佳的释放效果和更高的生物利用率。     

β- 环糊精及其衍生物与毒死蜱包合物的制备及表征

为进一步探索环糊精(Cyclodextrins,CDs)在农药高效利用、环境保护等领域应用的可行性,根据相转移作用原理,采用共沉淀法,经过滤、干燥制备出毒死蜱与 β -环糊精( β- CD)、羟丙基- β- 环糊精(HP- β- CD)、甲基- β- 环糊精(Me- β- CD)的固体包合物。分别采用紫外光谱法、差示热分析和红外光谱法对包合中间产物、3种液态及固态包合物进行物相鉴别。结果显示:该体系内形成了包合比(摩尔比)为1∶ 1的包合物,且包合常数大小依次为K β- CD = 33.33 L/mol、KHP- β- CD = 343.80 L/mol和KMe- β- CD =461.63 L/mol;获得的包合物均显示出不同于毒死蜱的光谱特征。室内药效试验结果显示,包合物毒死蜱- β- CD、毒死蜱-Me- β- CD和毒死蜱-HP- β- CD对花生大田蛴螬Holotrichia parallela Motschulsky的致死中浓度依次为16.09、 10.78 和12.28 μ g/mL,杀虫性能优于毒死蜱原药。表明 β- CD、HP- β- CD 和Me- β- CD与毒死蜱均可形成稳定包合物,且所得包合物具有良好的杀虫效果。     

联苯菊酯-β-环糊精包合物的制备及其光谱研究

控制释放剂是农药制剂新的发展方向,为了开发对生态与环境有益,储运安全性高,药效好,节省溶剂的高效拟除虫菊酯的控制释放制剂,研究了 β -环糊精( β -CD)对联苯菊酯的包合作用。采用液相法制备了联苯菊酯- β -CD包合物,并通过紫外光谱(UV)、差示扫描量热分析(DSC)、红外光谱(IR)及核磁共振(1H NMR)等分析方法对其结构进行了表征。通过UV和DSC确定了包合物的形成,用等物质的量连续变化法确定了包合物中联苯菊酯与 β -CD最大包合比为1∶ 1; 经IR和1H NMR分析推测:联苯菊酯- β -CD包合物是一种靠疏水作用和分子间作用力结合的超分子结构,包合过程未产生新化学键,包合作用对联苯菊酯的结构未产生影响,包合物是由联苯菊酯的苯环端从 β -CD的较大端进入 β -CD的空腔而形成的。     

梨小食心虫性诱剂和β-环糊精包合物的制备与表征

为了研发环境友好、缓慢释放、具有水溶性的昆虫性诱剂控制释放剂,本研究以梨小食心虫性诱剂的主要成分顺-8-十二碳烯醇乙酸酯(Z8-12:Ac)为研究对象,通过磁力搅拌法制备Z8-12:Ac与β-环糊精(β-CD)包合物;采用薄层色谱和傅里叶红外光谱法检验包合物的形成;正交试验设计确定最佳包合条件。结果表明:最佳包合条件是以水为溶剂、β-CD的质量浓度为0.044 g/m L、m(Z8-12:Ac)∶m(β-CD)=0.20∶4.0、包合反应温度为60℃和反应时间为5 h。研究结果可为研发高性能性诱剂产品以及田间应用技术提供参考。     

竹红菌甲素及其环糊精包合物稳定性与抑菌活性研究

为解决竹红菌甲素(HA)做为光活化农药易降解与难溶于水的瓶颈问题,本文通过振荡培养法制备竹红菌甲素羟丙基-β-环糊精包合物水溶液(HA-HP-β-CD),采用紫外分光光度法测定HA乙醇水溶液(HA-E-W)与HA-HP-β-CD中HA的稳定性;菌丝生长速率法测定两者抑菌率。结果表明,水、氧气和光照均能促进HA降解,环糊精包合能显著提高HA的抑菌率与光热稳定性。26℃、12000 Lx光照处理10 h,HA乙醇溶液(HA-E)、HA-E-W与HA-HP-β-CD中HA保留率分别为92.1%、39.0%与83.6%;HA-E-W去除氧气后HA保留率达99.6%。黑暗条件下26与50℃处理10 h后,HA-E-W中HA保留率分别为94.9%与57.1%,而50℃处理10 h后,HA-HP-β-CD中HA保留率可达95.3%。26℃、12000 Lx处理6 d,浓度10 mg/L的HA-HP-β-CD对苹果腐烂病菌和山核桃干腐病菌的抑菌率分别为93.1%和37.3%,均极显著高于HA-E-W对两种病原菌的抑菌率68.7%和25.4%。可见,环糊精包合是HA绿色农药制备的一种有效方式。     

基于避蚊胺/β-环糊精/O-羧甲基壳聚糖亲水性纳米胶囊载药及缓释性能研究

为了改善避蚊胺（diethyltoluamide,以下简称DEET）在水中的溶解度,首先采用饱和溶液法制备了避蚊胺/β-环糊精（diethyltoluamide/β-cyclodextrin,以下简称DEET/β-CD）包合物,其结构通过差示扫描量热仪（DSC）和X-射线衍射仪（XRD）表征;再采用离子交联法,以氯化钙为交联剂,制备了避蚊胺/β-环糊精/O-羧甲基壳聚糖（diethyltoluamide/β-cyclodextrin/O-carboxymethyl chitosan,以下简称DEET/β-CD/O-CMC）亲水性纳米胶囊,用紫外-可见分光光度计（UV）、激光粒度分析仪和扫描电子显微镜（SEM）考察其理化性质;最后,考察包合物和纳米胶囊的缓释性能。结果表明:DEET与β-CD以物质的量之比1:1进行了包合,β-CD的加入使DEET的溶解度增加约27倍,该纳米胶囊的包封率为（79.93±2.08）%,载药量为（12.11±0.09）%,纳米胶囊呈椭圆形,平均粒径为（230.50±11.34）nm,Zeta电位为（–19.08±0.99）mV,PDI为0.055。在Tris-HCl（pH=7.4）缓冲液中释放试验显示,DEET/β-CD/O-CMC亲水性纳米胶囊比DEET/β-CD包合物有更好的缓释性能,24 h累积释放率分别为27.04%和38.10%。     

赤霉素A3与羟丙基-β-环糊精包合物的制备及其稳定性研究

赤霉素A3(gibberellin A3,GA3)在水溶液中极易异构化为iso-GA3而失去生物活性。本研究利用羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)对GA3进行包合,采用正交试验设计,确定最优包合条件,以增强GA3在溶液中的稳定性。在此条件下,进一步以溶液中的活性GA3含量为指标,利用豌豆茎伸长生物测试法和超高效液相色谱分析法,对制备的GA3-HP-β-CD进行稳定性检测。结果表明:最优包合条件为n(HP-β-CD)∶n(GA3)=1∶1,在二乙醇胺溶剂(含体积分数20%的吐温-80)中加热至35℃,搅拌2 h,包合率为81.7%;在此条件下,利用紫外可见分光光度法验证了包合物的生成;在(54±2)℃条件下贮藏14 d后,GA3水溶液中的活性GA3几乎全部降解,而GA3-HP-β-CD包合物溶液中GA3的降解率仅为34%。本研究揭示,利用羟丙基-β-环糊精对GA3进行包合,是提高GA3水溶液稳定性的一种有效途径。     

两种高水溶性β -环糊精衍生物对甲基对硫磷的增溶和光催化降解作用

研究了两种β-环糊精的衍生物甲基-β-环糊精(MCD)和羟丙基-β-环糊精(HPCD)对甲基对硫磷的增溶作用和对紫外光降解的影响。结果表明:MCD和HPCD能增强甲基对硫磷的水溶性,在25℃下,20 g/L的MCD和HPCD溶液中,甲基对硫磷溶解度比在纯水中分别提高了21.91和17.92倍;另外,3 g/L、6 g/L MCD和HPCD分别处理的甲基对硫磷,其光降解速率分别加快了4.87~6.85倍。增溶作用和光敏效应主要是由于MCD和HPCD与甲基对硫磷形成包合物引起的。     

环糊精（CDs）衍生物作为色谱固定相在农药光学异构体分离中的应用

本文就近年来环糊精（ＣＤｓ）衍生物在色谱法分离在农药及其中间体手性异构体中的应用及分离机理进行了综述，提出了它们在农药生产，科研中进一步应用的可能性。     

有机磷农药残留分子印迹聚合物研究现状与展望

为解决有机磷农药在土壤及水体中的残留污染问题,分子印迹技术在该类农药残留检测中的应用研究已得到迅速发展。文章就有机磷农药分子印迹聚合物 (molecularly imprinted polymers,MIPs) 的研究背景、分子印迹技术基本原理及分类、计算化学在筛选优化虚拟模板及功能单体中的应用,以及有机磷农药残留MIPs的制备与应用研究等内容进行了综述。MIPs因具有结构可预测、特异识别和应用普遍的特性,可广泛用于光学传感、化学传感、电化学传感、光电传感、质量敏感传感、仿生催化及样品前处理等众多领域。可通过Discovery Studio、HyperChem及Gaussian 3种分子模拟软件对 (虚拟) 模板、功能单体以及二者所形成的加合物进行计算模拟以获得最低能量的优势构象,通过计算加合物的结合能来优化筛选 (虚拟) 模板和功能单体。将计算化学与实验研究相结合,相信在未来几年,有机磷农药残留MIPs有可能在原位显色传感、农产品农药残留高通量筛查及计算机自动化检测等领域得到长足发展。     

人工智能在农药精准施药应用中的研究进展

传统农药施药方式大多依靠人工经验识别单位种植面积内作物的主要病虫草害并针对该症状均匀连续喷洒农药。该方法难以根据作物的不同病虫草害种类和严重程度及时调整农药种类及用量,可能会导致不足或过量用药,喷洒在非症状区域的农药还会对生态环境造成污染。精准施药技术在平衡使用农药与保护生态安全之间给出了一种有效的解决方案,值得大力推广。近年来,人工智能技术的发展推动了精准施药相关研究。为进一步总结人工智能在农药精准施药关键技术中的应用进展,探索人工智能在农药精准施药未来发展方向,本文分析了人工智能在农药精准施药关键技术领域的应用现状,并展望了人工智能在农药精准施药应用中的发展趋势。     

加强农药监管是保障农产品安全的关键

本文通过对农药监管工作实践,提出了农药在法规、技术、流通、使用和监管等五个方面存在的问题,从完善法律法规、健全管理体制,严控风险农药、实行定点经营,加强用药指导、合理使用农药,开展宣传培训、依法诚信经营,完善监管制度、打击违规行为等方面提出了加强农药监管,保障农产品安全的对策。     

新疆棉花病虫害防治药剂剂型研发策略

棉花是我国重要的经济作物,也是受病虫害危害最严重的农作物之一。目前化学防治仍是棉田病虫害防治的重要技术。新疆棉区是我国最大的棉花主产区,气候类型属于典型的温带大陆性气候,具有光照充足、夏季高温干旱、多风、昼夜温差大等特殊气候特点,农药药液喷施过程中容易发生蒸发、飘移、降解等损失,严重影响药剂的防治效果。本文综述了温湿度、风、光照等环境因子对药剂防治效果的影响,以及国内外对提升药剂防治效果采取的调控措施,并结合新疆棉田的特殊气候条件提出了剂型研发的新策略。在提升产品理化稳定性的前提下,还需综合考虑有效成分的理化性质、棉花叶片的结构及润湿特性、施药器械等多种因素。结合农药学、植物保护学、界面化学、有机化学等多学科交叉理论知识指导,利用先进的技术和载体材料研发环境响应型、靶向高效的农药剂型,结合配套使用技术及措施,探索农药高效利用及减量调控途径,为实现农药减量增效、引领棉花产业绿色发展提供科技支撑。     

高效植保机械与精准施药技术进展

农药、植保机械（又称药械）与施药技术是影响农药喷施效果、防治效果和农药利用效率的3个同等重要的因素。药械与施药技术随着农药学科的发展而发展，整体来讲药械发展经历了人背机器、机器背人、人机分离、喷雾机器人4个典型时代。我国现有耕种面积大小不同的各类农场3.2亿个，总耕地面积1.2亿hm2，年均植保防治作业面积4亿～5亿hm2次，至今我国连续10多年的粮食连年增产，新型植保装备与高效施药技术的研发应用推广功不可没。与20世纪相比，在新千年前20年，国内外药械和施药技术与高速发展的绿色农药生产相互适应、相互促进，进入了快速发展的轨道，至2020年我国植保机械社会保有量突破2.5亿台，自走式喷杆喷雾机260多万台，各类果园喷雾机150多万台，植保无人机10多万台；新型植保装备与高效施药技术为农药减量提供了手段，助推了农药利用率的提高和农药的减量计划的实施。2020年全国水稻、玉米、小麦三大粮食作物的农药利用率达到40.6%，较2015年提高了4个百分点，新型植保装备与高效施药技术为解决诸如农药有效利用率低、操作人员中毒、农药残留超标和环境污染等问题做出了突出贡献。特别是在我国自走式喷杆喷雾机、...     

我国施药机械与施药技术现状及对策

我国农作物病虫草鼠每年需要化学防治面积达3亿公顷次以上,使用农药100万吨(制剂)左右,喷洒这些农药最主要和最基本手段还是靠施药机械,而目前广大农民广泛使用的主要是中小型施药机械,质量普遍不高,施药技术也比较落后,农药浪费和污染严重。本文系统地介绍了目前施药机械与施药技术的现状与问题,并从实际出发,提出了新农村需要新的喷雾器这一命题,同时提出了推进施药机械与施药技术工作的对策与建议。     

静电纺丝技术在农药领域中的应用现状及发展前景

随着纳米技术的蓬勃发展,传统农药也被注入新的活力。静电纺丝是一种灵活高效、方便快捷的超细纤维加工及制造技术。近年来,这项技术基于静电纺丝微纳米纤维的功能化改性、药物缓控释、微量化合物吸附、清洁过滤等原理而被开发应用于农药领域。本文综述了静电纺丝技术在农药领域中的应用现状,集中论述了其在农药递送载体、农药残留分析与检测、农药污染治理方面的研究进展,并且针对该项技术在发展过程中遇到的问题和可能面临的挑战进行了讨论,同时提出了建议,旨在为静电纺丝技术在农药领域中的开发及应用提供参考。